重点9 有机化学基础综合题- 高考化学专练【热点·重点·难点】

重点9  有机化学基础综合题

【命题规律】

本专题考点为高考必考点。通常以新物质的合成为载体，考查有机物的推断与合成。难点是同分异构体数目的判断和书写，以及有机合成路线的设计。考查的核心素养以证据推理和模型构建为主。

【备考建议】

2021年高考备考应立足基础，掌握有机物代表物之间的转化关系，有目的地进行难点突破。

【限时检测】（建议用时：40分钟）

1．【2020年新课标Ⅰ】有机碱，例如二甲基胺()、苯胺()，吡啶()等，在有机合成中应用很普遍，目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注，以下为有机超强碱F的合成路线：

已知如下信息：

①H2C=CH2

②+RNH2

③苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体

回答下列问题：

(1)A的化学名称为________。

(2)由B生成C的化学方程式为________。

(3)C中所含官能团的名称为________。

(4)由C生成D的反应类型为________。

(5)D的结构简式为________。

(6)E的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有________种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为________。

【答案】（1）三氯乙烯    （2）+KOH+KCl+H2O   

（3）碳碳双键、氯原子    （4）取代反应    （5）   

（6）6       

【解析】

【分析】由合成路线可知，A为三氯乙烯，其先发生信息①的反应生成B，则B为；B与氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成C，则C为；C与过量的二环己基胺发生取代反应生成D；D最后与E发生信息②的反应生成F。

【详解】(1)由题中信息可知，A的分子式为C2HCl3，其结构简式为ClHC=CCl2，其化学名称为三氯乙烯。

(2)B与氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成C（），该反应的化学方程式为+KOH+KCl+H2O。

(3)由C的分子结构可知其所含官能团有碳碳双键和氯原子。

(4)C（）与过量的二环己基胺发生生成D，D与E发生信息②的反应生成F，由F的分子结构可知，C的分子中的两个氯原子被二环己基胺基所取代，则由C生成D的反应类型为取代反应。

(5)由D的分子式及F的结构可知D的结构简式为。

(6)已知苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体。E（）的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，则其分子中也有羟基；核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有、、、、、，共6种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为。

2．【2020年新课标Ⅱ】维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素，现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成，其中α-生育酚(化合物E)含量最高，生理活性也最高。下面是化合物E的一种合成路线，其中部分反应略去。

已知以下信息：a)

b)

c)

回答下列问题：

(1)A的化学名称为_____________。

(2)B的结构简式为______________。

(3)反应物C含有三个甲基，其结构简式为______________。

(4)反应⑤的反应类型为______________。

(5)反应⑥的化学方程式为______________。

(6)化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_________个(不考虑立体异构体，填标号)。

(ⅰ)含有两个甲基；(ⅱ)含有酮羰基(但不含C=C=O)；(ⅲ)不含有环状结构。

(a)4        (b)6        (c)8            (d)10

其中，含有手性碳(注：连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为____________。

【答案】（1）3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)    （2）    （3）   

（4）加成反应    （5）   

（6）c    CH2=CHCH(CH3)COCH3()   

【解析】

【分析】结合“已知信息a”和B的分子式可知B为；结合“已知信息b”和C的分子式可知C为；结合“已知信息c”和D的分子式可知D为，据此解答。

【详解】(1)A为，化学名称3-甲基苯酚（或间甲基苯酚）；

(2)由分析可知，B的结构简式为；

(3)由分析可知，C的结构简式为；

(4)反应⑤为加成反应，H加在羰基的O上，乙炔基加在羰基的C上，故答案为：加成反应；

(5)反应⑥为中的碳碳三键和H2按1:1加成，反应的化学方程式为：；

(6)C为，有2个不饱和度，含酮羰基但不含环状结构，则分子中含一个碳碳双键，一个酮羰基，外加2个甲基，符合条件的有8种，如下：CH3CH=CHCOCH2CH3、CH3CH=CHCH2COCH3、CH3CH2CH=CHCOCH3、CH2=CHCH(CH3)COCH3、CH2=C(C2H5)COCH3、CH2=C(CH3)COCH2CH3、CH2=C(CH3)CH2COCH3、CH2=CHCOCH(CH3)2，其中，含有手性碳的为CH2=CHCH(CH3)COCH3()。

3．【四川省绵阳市2021届高三第二次诊断性测试】美托洛尔(TM)是一种胺基丙醇类药物，是治疗高血压的常用药。其合成路线如下：

回答下列问题：

(1)A的结构简式为________，TM的分子式是_______。

(2)B中所含的官能团名称是___________。

(3)由D生成E的化学方程式为___________。

(4)反应F→G所需的试剂和条件是___________。该反应若温度控制不当可能生成分子式为C8H8O的副产物，其结构简式为___________。

(5)不同条件对反应G→H产率的影响见下表：

注：表中1.2eq。表示环氧氯丙烷与另一反应物的物质的量之比为1.2：1。上述实验探究了哪些因素对反应产率的影响___________________。

(6)满足下列条件的D的同分异构体有___________种。

a.芳香族化合物      b.苯环上只有两个取代基     c. 能够发生消去反应

【答案】    C15H25O3N    羰基、羟基    +2NaOH+NaCl+H2O    CH3OH、浓硫酸，加热        NaOH溶液浓度，反应物的用量比，是否使用TEBA催化剂    11   

【分析】

根据C结构简式及A分子式知，A为，B为与氯气发生取代反应生成C，A和CH3COCl发生取代反应生成B，C发生信息中的反应生成D为，D碱性水解产生E，E为，然后酸化得到F()，由G的结构可知，F中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成G，G中酚羟基上H原子被取代生成H；对比H()、美托洛尔的结构可知，H发生开环加成生成TM。

【详解】

(1)由以上分析可知A为苯酚，结构简式为：；由TM的结构可知其分子式为：C15H25O3N，故答案为：；C15H25O3N；

(2)由B的结构简式可知，其所含的官能团为羰基和羟基，故答案为：羰基、羟基；

(3)D为，D碱性水解产生E，E为，D到E的反应方程式为：+2NaOH+NaCl+H2O，故答案为：+2NaOH+NaCl+H2O；

(4)由G的结构可知，F中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成G，发生的是酯化反应，反应的条件为浓硫酸、加热；F在浓硫酸加热条件下可能会发生消去反应，产生副产物，故答案为：CH3OH、浓硫酸，加热；；

(5)实验1、2可以探究催化剂对产率的影响；实验2、3可以探究环氧氯丙烷与另一反应物的物质的量之比对产率的影响；实验3、5或实验3、6可以探究氢氧化钠的质量分数对产率的影响；故答案为：NaOH溶液浓度，反应物的用量比，是否使用TEBA催化剂；

(6)D的同分异构体满足下列条件：a.芳香族化合物，说明含有苯环结构； b.苯环上只有两个取代基，有邻、间、对三种位置关系；c. 能够发生消去反应，说明含有醇羟基或卤素原子，且羟基或卤素原子所连碳邻位碳有氢，若为醇羟基：组合有：CH3CHOH-、-Cl和CH2ClCH2-、-Cl；若为卤代烃消去，组合有：CH3CHCl-、-OH和CH2ClCH2-、-OH，每种组合在苯环上有邻、间、对三种，共计12种，除去D自身的结构外还有11种，故答案为：11；

4．【福建省漳州市2021届高三毕业班适应性测试】咖啡酸乙酯具有抗炎作用且有治疗自身免疫性疾病的潜力，其合成路线如图所示：

已知：R-CHO+

(1)E中官能团的名称是_______；反应②所属反应类型是 _______。

(2)反应①的化学方程式_______。

(3)F的结构简式 _______。

(4)芳香族化合物M是H的同分异构体，1 mol M与足量碳酸氢钠溶液反应生成2 mol CO2，M的结构共有_______种。

(5)设计由苯甲醇()和丙二酸()为原料合成苯丙烯酸()的路线流程图(其它无机试剂任选)_______。

【答案】氯原子、醛基    氧化反应    + 2NaOH + 2NaCl        10       

【分析】

由流程知，反应③的产物丙二酸中羧基为醛基转化而来，C为丙二醛，则反应②为丙二醇催化氧化反应，反应①为1,3-二氯丙烷在氢氧化钠水溶液中的水解反应，反应④为信息反应，则F为，反应⑤为氯代烃水解苯环上的氯原子被羟基取代；设计由苯甲醇()和丙二酸()为原料合成苯丙烯酸()的路线流程图：仿照流程中反应、结合逆合成分析法即可，要得到，需要，则需反生反应： ，需要苯甲醛，苯甲醛由苯甲醇催化氧化即可，据此分析；

【详解】

(1)由E的结构简式知，E的官能团的名称是氯原子、醛基；反应②为丙二醇催化氧化反应，故答案是氧化反应。

(2)反应①为加热条件下1,3-二氯丙烷在氢氧化钠水溶液中的水解反应，化学方程式为： + 2NaOH + 2NaCl。

(3)据分析可知，生成F的反应为：+， 则F的结构简式。

(4)H的分子式为C9H8O4，不饱和度为6，芳香族化合物M是H的同分异构体，1 mol M与足量碳酸氢钠溶液反应生成2 mol CO2，则M内有2个羧基、1个苯环，当M有1个侧链时，M为；当M有2个侧链、分别为－COOH、－CH2COOH时，侧链位于苯环的邻位、间位和对位，则有3种结构，当M有3个侧链、分别为2个－COOH、1个－CH3时，邻苯二甲酸苯环上1个氢原子被甲基替代有2种结构、间苯二甲酸苯环上1个氢原子被甲基替代有3种结构、对苯二甲酸苯环上1个氢原子被甲基替代有1种结构，总计：M的结构共有10种。

(5)据分析，苯甲醇()催化氧化得到苯甲醛，苯甲醛和丙二酸()发生信息反应得到，仿照流程反应⑥即可得到苯丙烯酸()，故设计的合成路线流程图为：。

5．【湖南省株洲市2021届高三教学质量统一检测】已知醛和醇在酸催化下可发生如下反应：RCHO+2R′OHRCH(OR′)2+H2O。环己双妥明是一种有效的降脂药物，其一种合成路线如图。

(1)G中官能团的名称为___________，E 的系统命名法为___________。

(2)步骤⑤的反应类型为___________。

(3)D→双酚Z的化学方程式为___________。

(4)A 与乙烯可形成无支链高聚物，写出该反应的方程式___________。

(5)M 是 D 的同分异构体，写出符合下列条件的 M 有___________种(不考虑立体异构)。

①分子中只有一个五元环；②能与金属钠反应产生 H2；③无结构。

其中，分子中只有四种不同化学环境的氢原子的结构简式为___________。

(6)是一种重要的化工原料。请结合上述合成路线，以乙烯和乙二醇(HO–CH2–CH2–OH)为原料(其他无机试剂任选)，设计的合成路线：___________。

【答案】溴原子、酯基    2-甲基丁酸    取代反应    +2+H2O    n CH2=CH-CH=CH2+nCH2=CH2或：nCH2=CH-CH=CH2+nCH2=CH2    13        H2C=CH2CH3CH2OHCH3CHO   

【分析】

根据流程可知，A为1，2-丁二烯，A与乙烯发生1，4加成生成B，B为环己烯；B与水发生加成反应生成环己醇，C为环己醇；环己醇在Cu作催化剂被氧化，生成环己酮；环己酮与苯酚发生已知反应生成双酚Z；根据G的结构简式，2-甲基丁酸与溴在三溴化磷的条件下发生羧基相邻碳原子上H原子的取代反应，生成F，即为CH3CH2CBr(CH3)COOH；F与乙醇在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应生成G；G上溴原子与双酚Z上酚羟基的氢发生取代反应生成环己双妥明。

【详解】

(1)根据G的结构简式，含有官能团的名称为溴原子、酯基；E中含羧基的主链上有4个碳原子，且从羧基位置最小的一段开始，则甲基在第二个碳原子上，名称为2-甲基丁酸；

(2)步骤⑤为溴原子取代与羧基相连碳原子上的氢原子，反应类型为取代反应；

(3)D→双酚Z为环己酮与苯酚发生已知反应，生成双酚Z，化学方程式为+2+H2O；

(4)A为1，3-丁二烯，其与乙烯可形成无支链高聚物时，1，3-丁二烯发生1，4加聚反应，方程式为n CH2=CH-CH=CH2+nCH2=CH2或：nCH2=CH-CH=CH2+nCH2=CH2；

(5)D的分子式为C6H10O，M是D的同分异构体，且符合①分子中只有一个五元环；②能与金属钠反应产生H2，有机物含有一个羟基、一个碳碳双键，羟基不能与碳碳双键相连，分子中共有6个碳原子，一个元环，且氧原子不在环上，则还有一个碳原子在环上，若碳碳双键在5元环上，满足条件的有、、、、、、、、、、 、 、，合计13种；其中为对称结构，含有4种不同环境的氢原子；

(6) 根据的结构，其合成需要乙醛和乙二醇发生已知中的反应类型，乙醛由乙醇制取，则乙烯与水加成即可生成乙醇，则合成路线为H2C=CH2CH3CH2OHCH3CHO。